DE102007052710A1

DE102007052710A1 - Elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007052710A1
Application number: DE102007052710A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gläbe; Hartmut Schappler
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: CN101428609B; SE533052C2; JP2009113804A; CN101428609A; DE102007052710B4; SE0802104L

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung für ein Fahrzeug, die mindestens aufweist: ein Zentralmodul (2), einen ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) zur Bremsdruckregelung an einer ersten Achse, einen zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4) zur Bremsdruckregelung an einer zweiten Achse, elektrische Datenverbindungen (9, 10, 14) zwischen dem Zentralmodul (2), dem ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) und dem zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4), wobei eine dezentrale elektrische Datenverbindung (14) zwischen dem ersten und zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (3, 4) Datenleitungen (14c, 14d) und mindestens eine Masseleitung (14a, b) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Prüfschaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) zum Prüfen zumindest der Masseleitung (14a, b) der dezentralen elektrischen Datenverbindung (14) vorgesehen ist, wobei die Prüfschaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) Testsignale (TP1, TP2) auf die mindestens eine Masseleitung (14a, b) ausgibt und die ausgegebenen Testsignale wieder ausliest und bewertet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Überwachen einer Datenverbindung zwischen zwei Achs-Bremsdruckmodulatoren eines Fahrzeuges.
Elektropneumatische Bremsanlagen von Nutzfahrzeugen weisen zum Teil mehrere, über Datenbusse miteinander kombinierte Steuergeräte auf. So können insbesondere Bremsdruckmodulatoren für die unterschiedlichen Achsen vorgesehen sein, die mit einem Zentralmodul und gegebenenfalls untereinander kommunizieren. Für die Datenbusse werden zum Teil Sternviererkabel verwendet, bei denen die Masseleitung und die Versorgungsspannungsleitung die beiden Datenleitungen bzw. Signalleitungen umgeben oder miteinander verdrillt sind. Hierbei kann die Masseleitung zur Abschirmung außen verlaufen.
Die Datenverbindungen sind hierbei fehleranfällig. Insbesondere außen am Fahrzeug verlaufende oder den Umwelteinflüssen ausgesetzte Datenverbindungen können durch elektromagnetische Strahlung beeinflusst oder auch mechanisch beschädigt werden. Ebenso sind die zur Signalverteilung dienenden Übergabesteckeranordnungen in der Fahrzeugverkabelung störanfällig.
Eine vollständige Überprüfung sämtlicher Leitungen ist im Allgemeinen relativ aufwendig. Daher werden die Daten verbindungen zum Teil lediglich bei Auftreten von Übertragungsfehlern als unzuverlässig erkannt.
Gerade bei mehrfachen Masseleitungen in elektronischen Systemen mit mehreren Steuergeräten ist eine Erkennung auf den Leitungsbruch einer Masseleitung, insbesondere einer Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsstrecke, kaum möglich. Zwar kann grundsätzlich das Potenzial der betreffenden Leitung abgefragt werden. Da jedoch im Allgemeinen noch Masseverbindungen zur Geräteversorgungsspeisung bestehen, kann aus diesem Wert bzw. einer derartigen Überprüfung noch nicht auf die fehlerhafte Kontaktierung erkannt werden.
Bei Abriss der durch die Masseleitung gebildeten Schirmmasse des Datenkabels kann insbesondere bei einer HF-Übertragungsstrecke eine elektromagnetische Fehlanpassung erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektropneumatische Bremssteuerungsanlage und ein Verfahren zum Überwachen einer Datenverbindung zu schaffen, die mit relativ geringem Aufwand eine hohe Sicherheit bzw. gute Überwachung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremssteuerungsanlage nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen. Hierbei ist insbesondere auch ein Nutzfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen elektropneumatischen Bremssteuerungsanlage vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird somit mindestens eine Masseleitung in der dezentralen Datenverbindung zwischen den Achsdruckmodulatoren auf mögliche Fehler überwacht. Es wird hierbei erfindungsgemäß erkannt, dass insbesondere diese dezentrale Datenverbindung anfällig ist, da sie zum Teil am Fahrzeug außen liegend verlaufen kann, so dass ihre der Abschirmung dienenden Masseleitungen den Umwelteinflüssen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sein können.
Hierbei wird für diese Datenverbindung vorteilhafterweise eine vieradrige Leitung, insbesondere ein Sternviererkabel verwendet, das normalerweise eine Masseleitung, eine Versorgungsspannungsleitung und zwei Datenleitungen enthält. Hierbei wird auch die Versorgungsspannungsleitung auf Masse gelegt, so dass erfindungsgemäß zwei Masseleitungen zur Abschirmung dienen und vorteilhafterweise um die Datenleitungen bzw. Signalleitungen herum angeordnet sind, z. B. als Geflecht bzw. Wicklung verdrillt werden.
Erfindungsgemäß wird somit der Einsatz einer Prüfschaltungsanordnung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit dieser Masseleitungen der dezentralen Datenverbindung zwischen den Bremsdruckmodulatoren vorgeschlagen, wobei eine Sendeeinrichtung der Prüfschaltungsanordnung Prüfsignale auf die Masseleitungen ausgibt und eine am anderen Bremsdruckmodulator vorgesehene Empfangseinrichtung diese Prüfsignale ausliest und nachfolgend selbst auswertet oder zur Auswertung weitergibt.
Die Prüfsignale können insbesondere im Millisekundenbereich, d. h. unterhalb oder im Bereich von 1 kH liegen und somit bezüglich der übertragenen Daten niederfrequent sein. Es können auch Gleichspannungspotentiale vorhanden sein.
Erfindungsgemäß wird die Prüfschaltungsanordnung vorteilhafterweise direkt im Datenbustreiber der Bremsdruckmodulatoren installiert. Hierbei können einheitliche Sende- und Empfangseinrichtungen bei den mehreren Bremsdruckmodulatoren vorgesehen sein, die somit jeweils eine Masselei tung bzw. eine auf Masse gelegte Versorgungsspannungsleitung überprüfen können.
Die Prüfschaltung gibt vorteilhafterweise eine Testspannung mit definierten NF-Widerstand und an die Schirmfunktion der Masseleitung angepassten HF-Widerstand auf die Signalmasseleitung der Datenschnittstelle aus. In der Empfangseinrichtung des Zielgerätes wird die Masseleitung auf eine definierte Eingangsimpedanz geführt und der Eingangspegel geprüft.
Die Auslegung der Impedanzen wird vorteilhafterweise so gewählt, dass z. B. Nebenschlusswiderstände durch Feuchtigkeit in der Verkabelung oder den Übergabesteckern keine Fehleranregung der Überwachungspegel bewirken.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen elektropneumatischen Bremssteuerungsanordnung;
2 ein Schaltungsbeispiel der Prüfschaltungsanordnung der Datenverbindung zwischen Vorderachs- und Hinterachsmodulator.
Eine elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung 1 weist gemäß 1 ein Zentralmodul 2 auf. Das Zentralmodul 2 dient der zentralen Datenverarbeitung und kann an weitere hier nicht gezeigte fahrzeuginterne Datenverbindungen angeschlossen sein. Weiterhin weist die elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung 1 einen Antriebsachs-Bremsdruckmodulator (Hinterachs-Bremsdruckmodulator) 3 zur Bremsdruckregelung an der angetriebenen Hinterachse, einen Vor derachs-Bremsdruckmodulator 4 zur Bremsdruckregelung an der Vorderachse, einen Zusatzachs-Bremsdruckmodulator 5 zur Bremsdruckregelung an der Zusatzsachse bzw. Liftachse, sowie ein ESP-Modul 6 als Sensormodul für die ESP-Sensorik 6 auf.
In dem Zentralmodul 2 ist ein CAN-Treiber 8 für zwei CAN-Busse 9, 10 vorgesehen. An den ersten CAN-Bus 9 sind das Zentralmodul 2 mit seinem CAN-Treiber 8, der Zusatzachsbremsmodulator 5 mit seinem Bus-Treiber 5-1 sowie der Antriebsachs-Bremsdruckmodulator 3 mit seinem ersten Bus-Treiber 3-1 angeschlossen. Der erste CAN-Bus 9 weist eine Versorgungsspannungsleitung 9a, eine Masseleitung 9b sowie zwei Datenleitungen 9c und 9d auf. Hierbei sind die Datenleitungen 9c, 9d an Eingänge 8-1, 8-2 des CAN-Treibers 8, die Masseleitung 9b z. B. an das Gehäuse 2a des Zentralmoduls 2 und die Vorsorgungsspannungsleitung 9a an eine interne Spannungsversorgung 11 im Zentralmodul 2 angeschlossen.
An den zweiten CAN-Bus 10 sind das Zentralmodul 2 mit seinem CAN-Treiber 8, der Vorderachs-Bremsdruckmodulator 4 mit seinem ersten Bus-Treiber 4-1 sowie die ESP-Sensorik 6 mit ihrem Bus-Treiber 6-1 angeschlossen. Der zweite CAN-Bus 10 weist entsprechend eine an eine Versorgungsspannungsquelle 12 angeschlossene Versorgungsspannungsleitung 10a, eine an das Gehäuse 2a angeschlossene Masseleitung 10b sowie die CAN-Datenleitungen 10c, 10d auf, die an Eingänge 8-3, 8-4 des CAN-Treibers 8 angeschlossen sind. Grundsätzlich können sämtliche CAN-Bus-Leitungen 10a, 10b, 10c, 10d für die Module 4, 6 gemeinsam verwendet werden. Gemäß der gezeigten Ausführungsform kann das ESP-Modul 6 jedoch auch über eine separate Versorgungsspannungsleitung 13a an eine separate Versorgungsspannungsquelle 13 sowie mit einer separaten Masseleitung 13b an das Gehäuse 2a oder einen ande ren Masseanschluss angeschlossen sein. Die CAN-Busse 9, 10 können insbesondere als Sternviererkabel ausgebildet sein.
Zwischen dem Antriebsachs-Bremsdruckmodulator 3 und dem Vorderachs-Bremsdruckmodulator 4 ist eine dezentrale Datenverbindung 14 vorgesehen, die erfindungsgemäß vorteilhafterweise ebenfalls als Sternviererkabel ausgebildet ist. In den Bremsdruckmodulatoren 3, 4 sind zweite Bus-Treiber 3-2 und 4-2 für die dezentrale Datenverbindung 14 vorgesehen. Hierbei werden die beiden äußeren Leitungen 14a, 14b an den Anschlüssen der beiden Module 3, 4 vertauscht angeschlossen und beide auf Signalmasse gelegt. Sie dienen der Abschirmung der beiden innen liegenden Datenleitungen 14c, 14d und sind vorteilhafterweise um die Datenleitungen 14c, 14d herum als Geflecht oder Wicklung angeordnet.
Erfindungsgemäß sind in den Bus-Treibern 3-2 und 4-2 der Bremsdruckmodulatoren 3, 4 Prüfschaltungen 16a, 16b, 17a, 17b vorgesehen, die die beiden Masseleitungen 14a, 14b überwachen. Hierbei ist jedem Bus-Treiber jeweils eine Sendeeinrichtung 16a oder 17a mit einer der beiden Masseleitungen 14a oder 14b und eine Empfangseinrichtung 16b oder 17b mit der anderen Masseleitung 14b oder 14a verbunden.
Die Sendeeinrichtungen 16a, 17a senden Testimpulse TP1, TP2 auf die Masseleitung 14a bzw. 14b, wobei die Testimpulse TP1, TP2 z. B. im Millisekundenbereich, d. h. mit einer Frequenz kleiner/gleich 1 kHz liegen können. Die von jeder Sendeeinrichtung 16a bzw. 17a ausgegebenen Testimpulse TP1, TP2 werden von den im anderen Bus-Treiber vorgesehenen Empfangseinrichtungen 17b, 16b aufgenommen und in der Empfangseinrichtung selbst oder auch in einer anderen Einrichtung bewertet. Somit ist in dem Antriebsachs-Bremsdruckmodulator 3 die Sendeeinrichtung 16a vorgesehen, die die Testimpulse TP1 auf die Masseleitung 14a gibt, die nachfolgend von der Empfangseinrichtung 17b empfangen und bewertet werden. Entsprechend werden von der Sendeeinrichtung 17a Testimpulse TP2 auf die Masseleitung 14b ausgegeben, die nachfolgend von der Empfangseinrichtung 16b empfangen und ausgewertet werden. In jedem Modulator 3, 4 können die betreffenden Sende- und Empfangseinrichtungen 16a, 16b und 17a, 17b als Baueinheit bzw. Schaltung ausgebildet werden.
2 zeigt ein Schaltungsbeispiel der Sende- und Empfangseinrichtungen 16a, 16b und 17a, 17b. Die Schaltungen sind vorteilhafterweise gleich ausgebildet, so dass lediglich das Sternviererkabel 14 mit verdrehtem Ein- und Ausgang an die beiden Bremsdruckmodulatoren 3 und 4 anzuschließen ist.
Die Sendeeinrichtungen 16a, 17a geben vorteilhafterweise jeweils eine Testpuls TP1, TP2 mit definierten NF-Widerstand und angepasstem HF-Widerstand auf die Masseleitung 14a, b aus. In der Empfangseinrichtung des Zielgerätes wird die Masseleitung auf eine definierte Eingangsimpedanz geführt und der Eingangspegel geprüft.
Die Auslegung der Impedanzen wird vorteilhafterweise so gewählt, dass z. B. Nebenschlusswiderstände durch Feuchtigkeit in der Verkabelung oder den Übergabesteckern keine Fehleranregung der Überwachungspegel bewirken.

Claims

Elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung für ein Fahrzeug, die mindestens aufweist: ein Zentralmodul (2), einen ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) zur Bremsdruckregelung an einer ersten Achse, einen zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4) zur Bremsdruckregelung an einer zweiten Achse, elektrische Datenverbindungen (9, 10, 14) zwischen dem Zentralmodul (2), dem ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) und dem zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4), wobei eine dezentrale elektrische Datenverbindung (14) zwischen dem ersten und zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (3, 4) Datenleitungen (14c, 14d) und mindestens eine Masseleitung (14a, b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfschaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) zum Prüfen zumindest der Masseleitung (14a, b) der dezentralen elektrischen Datenverbindung (14) vorgesehen ist, wobei die Prüfschaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) Testsignale (TP1, TP2) auf die mindestens eine Masseleitung (14a, b) ausgibt und die ausgegebenen Testsignale wieder ausliest und bewertet.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Datenverbindung (14) eine erste Masseleitung (14b), eine zweite Masseleitung (14a) und mindestens zwei Datenleitungen (14c, d) aufweist, wobei die beiden Masseleitungen (14a, b) außen um die mindestens zwei Datenlei tungen (14c, d) herum verlaufen und die Prüfschaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) die Testsignale (TP1, TP2) auf beide Masseleitungen (14a, b) ausgibt, ausliest und auswertet.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Masseleitungen (14a, b) um die mindestens zwei Datenleitungen (14c, d) herum gewickelt sind oder außen koaxial zu den mindestens zwei Datenleitungen (14c, d) verlaufen.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Datenverbindung (14) ein Sternviererkabel (14) ist, wobei die zweite Masseleitung (14a) die auf Masse gelegte Versorgungsspannungsleitung (14a) des Sternviererkabels (14) ist.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achs-Bremsdruckmodulators (3, 4) Anschlüsse für das Sternviererkabel (14) aufweisen, wobei die auf Masse gelegten Versorgungsspannungsleitung (14a) und die Masseleitung (14b) an den Anschlüssen des ersten und zweiten Achs-Bremsdruckmodulators (3, 4) gegeneinander vertauscht sind.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Datenverbindung zwischen dem Zentralmodul (2) und dem ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) ein erster Datenbus, vorzugsweise CAN-Bus (9), und zwischen dem Zentralmodul (2) und dem zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4) ein zweiter Datenbus, vorzugsweise CAN-Bus (10), vorgesehen ist.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralmodul (2), der erste Achs-Bremsdruckmodulator (3) und der zweite Achs-Bremsdruckmodulator (4) als Ring geschaltet sind, wobei eine Datenübertragung zwischen dem Zentralmodul (2) und jedem Achs-Bremsdruckmodulator (3, 4) direkt oder über den anderen Achs-Bremsdruckmodulator (4, 3) herstellbar ist.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Zusatzachs-Bremsdruckmodulator (5) zur Bremsregelung einer Zusatzachse, insbesondere Liftachse, aufweist, wobei der Zusatzachs-Bremsdruckmodulator (5) mit dem Zentralmodul (2) über eine Datenverbindung (9) verbunden ist.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Fahrstabilitäts-Sensormodul (6) aufweist, das mit dem Zentralmodul (2) über eine Datenverbindung (10) verbunden ist.
Bremssteuerungsanordnung nach Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzachs-Bremsdruckmodulator (5) und/oder das Fahrstabilitäts-Sensormodul (6) an einen Datenbus (9, 10) angeschlossen ist, der zwischen dem Zentralmodul (2) und einem der Achs-Bremsdruckmodulatoren (3, 4) vorgesehen ist.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüf schaltungsanordnung (16a, b, 17a, b) in den an die dezentrale Datenverbindung (14) angeschlossenen Datenbustreibern (3-2, 4-2) der beiden Achs-Bremsdruckmodulatoren (3, 4) angeordnet ist.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfschaltungsanordnung mindestens eine Sendeeinrichtung (16a, 17a) zum Aussenden der Prüfsignale (TP1, TP2) an eine Masseleitung (14a, b) und eine an dem anderen Achs-Bremsdruckmodulator (4, 3) vorgesehene Empfangseinrichtung (16b, 17b) zum Empfangen der Prüfsignale (TP1, TP2) aufweist.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Achs-Bremsdruckmodulatoren (4, 3) jeweils eine Sendeeinrichtung (16a, 17a) zum Aussenden von Prüfsignalen (TP1, TP2) an jeweils eine Masseleitung (14a, b) und jeweils eine Empfangseinrichtung (16b, 17b) zum Empfangen der Prüfsignale (TP1, TP2) auf der anderen Masseleitung (14b, a) aufweist.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfsignale (TP1, TP2) Signalpeaks im Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 20 kHz, z. B. zwischen 0,1 kHz und 2 kHz, aufweisen.
Bremssteuerungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalpeaks (TP1, TP2) mit definierten NF-Widerstand und hohem HF-Widerstand ausgegeben werden und in der Empfangseinrichtung (16b, 17b) die Masseleitung (14b, a) auf eine defi nierte Eingangsimpedanz geführt und der Eingangspegel geprüft wird.
Bremssteuerungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Achs-Bremsdruckmodulator (3) zur Bremsdruckregelung der angetriebenen Hinterachse (3) und der zweite Achs-Bremsdruckmodulator (4) zur Bremsdruckregelung der Vorderachse (4) des Fahrzeuges vorgesehen ist.
Verfahren zum Überprüfen einer dezentralen Datenverbindung (14) zwischen einem ersten Achs-Bremsdruckmodulator (3) und einem zweiten Achs-Bremsdruckmodulator (4) einer elektropneumatischen Bremssteuerungsanordnung (1) eines Fahrzeuges, bei dem von mindestens einer Sendeeinrichtung (16a, 17a) mindestens eines der Achsbremsmodulatoren (3, 4) Prüfsignale (TP1, TP2) auf mindestens eine Masseleitung (14a, b) der dezentralen Datenverbindung (14) ausgegeben werden, von einer in dem anderen Achs-Bremsdruckmodulator (4, 3) vorgesehenen Empfangseinrichtung (17b, 16b) die Prüfsignale (TP1, TP2) ausgelesen werden, die ausgelesenen Prüfsignale (TP1, TP2) bewertet werden, und auf Grundlage der Bewertung der empfangenen Prüfsignale (TP1, TP2) entschieden wird, ob die mindestens eine Masseleitung (14a, b) der Datenverbindung (14) ordnungsgemäß ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Masseleitungen (14a, b) der dezentralen Datenverbindung (14) durch Aussenden und Empfangen von Prüfsignalen (TP1, TP2) überwacht werden.
Nutzfahrzeug mit mindestens einer angetriebenen Hinterachse, einer Zusatzachse, einer Vorderachse und einer elektropneumatischen Bremsanlage für die Achsen, wobei das Nutzfahrzeug eine elektropneumatische Bremssteuerungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist und die dezentrale Datenverbindung (14) zwischen dem Hinterachs-Bremsdruckmodulator (3) und dem Vorderachs-Bremsdruckmodulator (4) zumindest teilweise außen liegend im Nutzfahrzeug verläuft.